（控制理论与控制工程专业论文）多变量pid控制方法的研究和应用.pdf

学位论文数据集 学位论文数据集 1 1 1 1 1 1 ii 11 11 1i iiii y 18 10 6 5 0 中图分类号t p学科分类号5 1 0 8 0 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 0 7 0 4 5 9密级 公开 学位授予单位代码 1 0 0 1 0 学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名 王志 学号2 0 0 4 0 0 0 4 5 9 获学位专业名称 控制理论与控制工程 获学位专业代码 0 8 l l o l 课题来源自选项目研究方向多变量p i d 控制 论文题目多变量p i d 控制方法的研究和应用 关键词p i d 控制，参数整定，多变量系统，先进控制，优化软件 论文答辩日期2 0 0 7 年6 月9 日论文类型应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称工作单位学科专长 指导教师靳其兵教授北京化工大学控制理论与控制工程 评阅人1廖晓钟教授北京理工大学控制理论与控制工程 评阅人2潘立登教授北京化工大学控制理论与控制工程 评阅人3 评阅人4 评阅人5 答辩委员蝴廖晓钟教授北京理工大学控制理论与控制工程 答辩委员l潘立登教授北京化工大学控制理论与控制工程 答辩委员2李大字副教授北京化工大学控制理论与控制工程 答辩委员3 赵众副教授 北京化工大学控制理论与控制工程 答辩委员4 答辩委员5 注：一论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 二中图分类号在中国图书资料分类法查询 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t1 3 7 4 5 - 9 ) 学科分类与代码中 查询 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成 了 摘要 多变量p i d 控制方法的研究和应用 摘要 本论文的核心问题是针对工业过程中经常出现的模型失配问题、大滞 ：后系统以及具有耦合性的多变量系统，如何整定出合理的、最优的p i d 参数，以获得比传统的p i d 参数整定法更好的控制效果，更能适应复杂 多变的工业生产过程的需要。 本论文首先对p i d 控制的基本原理与特点进行了概述，然后说明了 p i d 参数整定的分类和传统方法，接着对多变量系统进行分析，而后提出 了将先进控制与p i d 控制相结合的先进p i d 参数整定方法，研究了四种 多变量p i d 控制方法，对单变量和多变量系统分别进行了仿真研究，具 体包括以下几个方面。 将内模控制的思想与p i d 控制相结合，形成内模p i d 参数整定法， 系统辨识所得到的参数模型有两种，即连续模型和离散模型，根据辨识的 结果不同，说明了基于连续模型的连续i m c p i d 和基于离散模型的离散 i m c p i d ，并且将两种i m c p i d 进行了比较，通过比较，得出在不同情 况下应该采用不同的i m c p i d 整定方法的结论。 将预测控制的思想与p i d 控制相结合，形成预测p i d 参数整定法， 比起传统的p i d 参数整定法( 如z - n 整定法) ，预测p i d 整定法不仅有更 好的动态响应特性，而且对模型失配、大滞后等传统整定法难以控制好的 情况均有满意的控制效果。针对传统预测p i d 参数整定法的不足，提出 i l l 北京化工大学硕士学位论文 了改进型的预测p i d 参数整定法，取得了满意的控制效果。 研究了四种多变量p i d 控制方法，分别是解耦p i d 控制、先进p i d 参数整定法用于多变量系统的控制、调整校正因子的多变量p i d 控制和 多变量i m c p i d 控制，并对这四种方法从控制效果和可行性方面进行了 对比说明。 在论文的最后给出了d c s 优化软件的设计方法，使所研究的p i d 参 数整定方法工程化，并说明了d c s 优化软件在天然气净化装置上的应用 情况。 关键词：p i d 控制，参数整定，多变量系统，先进控制，优化软件 i v r e s e a r c ha n da p p l i c a t i o no fp i d c o n t r o lm e t h o d si n m u i r i v 棚a b l es y s t e m a b s t r a c t r o h 一 1h ep r i m a r yq u e s t i o n0 tt n i s p a p e ri s h o wt ot u n er e a s o n a b l ea n d o p t i m i z a t i o np i dp a r a m e t e r sf o rm o d e le r r o r , t h es y s t e mw i t hb i gd e l a yt i m e a n dt h em u l t i v a r i a b l es y s t e mw i t hc o u p l i n g ，b e c a u s et h e s ei n s t a n c e so f t e n a p p e a ri ni n d u s t r i a lp r o c e s s e s c o m p a r i n gt h et r a d i t i o n a lm e t h o d so fp i d p a r a m e t e r st u n i n g ，t h et u n i n gm e t h o d st h a ti sr e f e r r e dt oi nt h i sp a p e rh a v e b e t t e rc o n t r o le f f e c ta n da d a p t a b i l i t yf o rc o m p l e xi n d u s t r i a lp r o c e s s e s t h i sp a p e rf i r s t l yi n t r o d u c e st h es u m m a r ya b o u tt h eb a s i cp r i n c i p l ea n d c h a r a c t e r i s t i co fp i dc o n t r o l l e r s e c o n d l y , t h ep a p e re x p l a i n st h es o r ta n d t r a d i t i o n a lm e t h o do fp i dp a r a m e t e r s t u n i n g t h i r d ，t h ep a p e ra n a l y s e s m u l t i v a r i a b l es y s t e m s t h e nt h ep a p e rb r i n g sf o r w a r dt h ea d v a n c e dp i d p a r a m e t e r st u n i n gm e t h o d st h a tc o m b i n ea p cw i t hp i dc o n t r 0 1 t h e nt h e p a p e r r e s e a r c h e sf o u rm u l t i v a r i a b l ep i dc o n t r o lm e t h o d s t h i sp a p e rc o n d u c t s t h es i m u l a t i o nr e s e a r c hf o rt h es i n g l ev a r i a b l ea n dt h em u l t i v a r i a b l es y s t e m s ， v 。_ _ _ _ _ _ - - 。_ _ _ _ 。一 北京垡三盔兰堡主兰垡堡奎 _ 一 i n c l u d e sf o l l o w i n gs e v e r a la s p e c t ss p e c i f i c a l l y f i r s ti si m c p i dp a r a m e t e r st u n i n gm e t h o dt h a tc o m b i n e st h ei d e ao f i m cw i t hp i dc o n t r 0 1 t w ok i n d so fm o d e l sa r eg o tb ys y s t e mi d e n t i f i c a t i o n t h e va r ec o n t i n u o u sm o d e la n d d i s c r e t em o d e l s s ot h ep a p e re x p l a m s c o n t i n u o u si m c p i dt u n i n gm e t h o da n dd i s c r e t e i m c p i dt u n i n gm e t h o d 沁c o r m n gt ot h er e s u l t o fs y s t e mi d e n t i f i c a t i o n t h ec o n c l u s i o ni s d i f f e r e n t c a s es h o u l da d o p td i f f e r e n ti m c p i dt u n i n gm e t h o da f t e rc o m p a r i n gt h et w o k i n d so fl m c p i dt u n i n gm e t h o d s s e c o n di sp r e d i c t i v e p i dp a r a m e t e r st u n i n gm e t h o d t h a tc o m b i n e st h ei d e a o fg p cw i t hp i dc o n t r 0 1 c o m p a r i n gw i t ht h e t r a d i t i o n a lp i dp a r a m e t e r s t u n i n gm e t h o d s ( f o re x a m p l e ，t h ez - nt u n i n gm e t h o d ) ，p r e d i c t i v e p i dt u n i n g m e t h o dn o to n l yh a sb e t t e rd y n a m i cr e s p o n s ec h a r a c t e r i s t i c ，b u t a l s oh a s s a t i s f y i n gc o n t r o le f f e c tf o rt h e i n s t a n c e sw h i c hh a v ed i f f i c u l t i e s i nc o n t r o l l i n g f o rt r a d i t i o n a lt u n i n gm e t h o d s ，f o re x a m p l e ，m o d e le r r o ra n d b i gd e l a yt i m e b e c a u s et r a d i t i o n a lp r e d i c t i v e p i dt u n i n gm e t h o dh a ss o m ed i s a d v a n t a g e s ， t h i sp a p e rb r i n g sf o r w a r da m e l i o r a t i o n p r e d i c t i v e p i dp 猢e t e r st l l m n g m e t h o dw h i c ho b t a i n ss a t i s f y i n gc o n t r o lr e s u l t t h i r d ，t h i sp a p e rr e s e a r c h e sf o u rm u l t i v a r i a b l e p i dc o n t r o lm e t h o d s ， i n c l u d i n gd e c o u p l i n gp i dc o n t r o l ，c o n t r o lo f m u l t i v a r i a b l es y s t e m sw i t ht h e 歃l v 锄【c e dp i dp a r a m e t e r st u n i n gm e t h o d s ，m u l t i v a r i a b l ep i d c o n t r o lt h r o u g h 删n ge m e n 枷o ng e n e sa n dm u l t i v a r i a b l e i m c _ p i dc o n t r o l t h e nt h e s e 瑚t h o d sa r ec o m p a r e db yc o n t r o le f f e c ta n df e a s i b i l i t y v i a b s t r a c t f i n a l l yi n t h i s p a p e rg i v e st h ed e s i g nm e t h o do fd c so p t i m i z a t i o n s o f t w a r ea n dm a k e st h ep i dp a r a m e t e r st u n i n gm e t h o d su s i n gi ne n g i n e e r i n g a p p l i c a t i o n s t h e nt h i sp a p e rs h o w sa p p l i c a t i o nc a s e so fd c so p t i m i z a t i o n s o f t w a r ei nn a t u r a lg a sp u r g ee q u i p m e n t k e yw o r d s ：p i dc o n t r o l ，p a r a m e t e r s t u n i n g ，m u l t i v a r i a b l es y s t e m ， a d v a n c e dc o n t r o l ，o p t i m i z a t i o ns o f t w a r e v l i ， 目录 目录 第一章绪论1 1 1 引言1 1 2p i d 控制1 1 3 数字p i d 控制2 1 3 1 位置式p i d 控制算法2 1 3 2 增量式p i d 控制算法3 1 4 改进的p i d 控制算法4 1 4 1 积分分离p i d 控制算法4 1 4 2 微分先行p i d 控制算法5 1 4 3 不完全微分p i d 控制算法6 1 5p i d 控制算法的特点6 1 6 小结7 第二章p i d 控制器的参数整定8 2 1 引言8 2 2p i d 参数对系统性能的影响8 2 2 1 比例作用对系统性能的影响8 2 2 2 积分作用对系统性能的影响8 2 2 3 微分作用对系统性能的影响9 2 3p i d 控制器的参数整定方法9 2 3 1p i d 参数整定方法的分类9 2 3 2p i d 参数整定的基本方法1 0 2 4p i d 控制器的参数自整定1 3 2 4 1p i d 参数自整定的概念1 3 2 4 2p i d 参数自整定的方法1 3 2 4 3 自整定p i d 控制器商品化产品介绍1 5 2 5 小结1 6 第三章多变量系统分析1 7 3 1 引言1 7 3 2 多变量系统的特点1 7 3 3 多变量系统的一些定义1 8 v i i i 北京化工大学硕士学位论文 3 3 1 多变量对象模型1 8 3 3 2 对象零极点1 9 3 4 多变量系统的耦合性及解耦控制2 0 3 4 1 控制回路间的耦合性2 0 3 4 2 解耦控制2 1 3 5 小结2 3 第四章先进p i d 参数整定法2 4 4 1 引言2 4 4 2 内模p i d 参数整定- 2 5 4 2 1 内模控制的基本原理2 5 4 2 2 内模p i d 参数整定j 2 7 4 3 预测p i d 参数整定3 3 4 3 1 预测控制3 3 4 3 2 广义预测控制3 4 4 3 3 预测p i d 参数整定3 6 4 3 4 改进型预测p i d 参数整定3 7 4 4 仿真举例3 9 4 4 1 内模p i d 参数整定3 9 4 4 2 预测p i d 参数整定4 4 4 5 小结：4 8 第五章多变量p i d 控制方法4 9 5 1 引言4 9 5 2 解耦p i d 控制4 9 5 3 先进p i d 参数整定法用于多变量系统的控制4 9 5 4 调整校正因子的多变量p i d 控制5 0 5 5 多变量蹦c p i d 5 2 5 6 仿真举例j 5 4 5 6 1 解耦p i d 控制5 4 5 6 2 先进p i d 参数整定法用于多变量系统的控制5 6 5 6 3 调整校正因子的多变量p i d 控制6 0 5 6 4 多变量i m c p i d 6 1 5 7 小结6 2 第六章d c s 优化软件的设计6 4 6 1 引言6 4 6 2 设计方法6 4 i x 目录 6 3 应用举例6 4 6 4 小结6 6 第七章总结和展望6 8 参考文献7 0 致谢7 2 攻读学位期间发表的学术论文目录7 3 x c o n t e n t s co n t e n t s c h a r p e r t li n t r o d u c t i o n 1 1 1i n t r o d u c t i o n 1 1 2p i dc o n t r 0 1 1 1 3d i 西t a lp i dc o n t r o l 2 1 3 1p o s i t i o n a lp i dc o n t r o la r i t h m e t i c 2 1 3 2i n c r e m e n tp i dc o n t r o la r i t h m e t i c 3 1 4i m p r o v e dp dc o n t r o la r i t h m e t i c4 1 4 1 i n t e g e rs e p a r a t ep i dc o n t r o la r i t h m e t i c 4 1 4 2d i f f e r e n t i a la n t e c e = c l e n c ep i dc o n t r o la r i t h m e t i c5 1 4 3i n c o m p l e t ed i f f e r e n t i a lp i dc o n t r o la r i t h m e t i c 6 1 5c h a r a c t e r i s t i c so f p i dc o n t r 0 1 6 1 6c o n c l u s i o n 7 c h a r p e r t 2t h ep a r a m e t e r st u n i n go fp i d c o n t r o l l e r 8 2 1i n t r o d u c t i o n 8 2 2t h ee f f e c to f t h r e cp i dp a r a m e t e r sf o rp r o c e s s 8 2 2 1t h ee f f e c to f k e f o rp r o c e s s 8 2 2 2t h ee f f e c to f t i f o rp r o c e s s 8 2 2 3t h ee f f e c to f t o f o rp r o c e s s j 9 2 3t u n i n gm e t h o d so f p i dp a r a m e t e r s 9 2 3 1s o r to f p i dt u n i n gm e t h o d s 9 2 3 2b a s i cm e t h o d so f p i d p a r a m e t e r st u n i n g 1 0 2 4p a r a m e t e r ss e l f - t u n i n go f p i dc o n t r o l l e r ：1 3 2 4 1c o n c e p to f p i dp a r a m e t e r ss e l f - t u n i n g 1 3 2 4 2m e t h o d so f p i dp a r a m e t e r ss e l f - t u n i n g 1 3 2 4 3i n t r o d u c t i o no f c o m m e r c i a ls e l f - t u n i n gp i dc o n t r o l l e r s 1 5 2 5c o n c l u s i o n 1 6 c h a r p e r t 3a n a l y s i so fm u l t i v a r i a b l es y s t e m 1 7 3 1i n t r o d u c t i o n 1 7 3 2c h a r a c t e r i s t i c so f m u l t i v a r i a b l es y s t e m 1 7 3 3s o m ed e f i n i t i o mo f m u l t i v a r i a b l es y s t e m 1 8 北京化工大学硕士学位论文 3 3 1m o d e l so f m u l t i v a r i a b l es y s t e n l 1 8 3 3 2z c r o sa n dp o l e so f m u l t i v a r i a b l es y s t e m 1 9 3 4c o u p l i n g o f m u l t i v a r i a b l es y s t e m sa n d d e c o u p l i n g c o n t r o l 2 0 3 4 1t h ec o u p l i n gb e t w e e ne a c hl o o p 2 0 3 4 2d e c o u p l i n gc o n t r o l 2 l 3 5c o n c l u s i o n 2 3 c h a r p e r t 4 a d v a n c e dm e t h o d so fp i dp a r a m e t e r st u n i n g 2 4 4 1i n t r o d u c t i o n 2 4 4 2i m c p i dt u n i n g：2 5 4 2 1b a s i cp r i n c i p l eo f l m c 2 5 4 2 2i m c p i dt u n i n g 2 7 4 3p r e d i c t i v ep i dt u n i n g 3 3 4 3 ip r e d i c t i v ec o n t r o l 3 3 4 3 2g p c 3 4 4 3 3p r e d i c t i v ep i dt u n i n g 3 6 4 3 4a m e l i o r a t i o np r e d i c t i v ep i dt u n i n g 3 7 4 4s i m u l a t i o n s 3 9 4 4 1i m c p i dt u n i n g 3 9 4 4 2p r e d i c t i v ep i dt u n i n g 。珥 4 5c o n c l u s i o n 4 8 c h a r p e r t 5m u l t i v a r i a b l ep i d c o n t r o lm e t h o d s 4 9 5 1i n t r o d u c t i o n 4 9 5 2d e e o u p l i n gp i dc o n t r o l 4 9 5 3c o n t r o lo fm u l t i v a r i a b l es y s t e m sw i t ht h ea d v a n c e dp i dt u n i n gm e t h o d s 4 9 5 4m u l t i v a r i a b l ep i dc o n t r o lt h r o u g ht u n i n ge m e n d a t i o ng e n e s 5 0 5 5m u l t i v a f f a b l ei m c p i dc o n t r 0 1 5 2 5 6s i m u l a t i o n s ：5 4 5 6 1d e c o u p l i n gp i dc o n t r 0 1 5 4 5 6 2c o n t r o lo fm u l t i v a r i a b l es y s t e m sw i t ht h ea d v a n c e dp i dt u n i n gm e t h o d s 5 6 5 6 3m u l t i v a r i a b l ep i dc o n t r o lt h r o u g ht u n i n ge m e n d a t i o ng e n e s 6 0 5 6 4m u l t i v a r i a b l ei m c p i dc o n t r 0 1 6 1 5 7c o n c l u s i o n 6 2 c h a r p e r t 6d e s i g no fd c so p t i m i z a t i o ns o f t w a r e 6 4 6 1i n 删u c t i o n 6 4 6 2d e s i g nm e t h o d 6 4 x c o n t o n t s 6 3a p p l i c a t i o ne x a m p l e s 6 4 6 4c o n c l u s i o n 6 6 c h a r p e r t 7 c o n c l u s i o na n d e x p e c t a t i o n 6 8 r e f e r e n c e 7 ( ) a c k n o w l e d g e 7 2 p a p e r t h a tw a s p u n i s h e dd u r i n gr e s e a r c h 7 3 第一章绪论 1 1引言 第一章绪论 系统偏差的比例( p r o p o r t i o n a l ) 、积分( i n t e g r a l ) 署d 微分( d e r i v a t i v e ) 的综合控制，简称 p i d 控制【l 】，是一种基于对“过去 、“现在”、“将来 信息估计的简单但却有效的控 制算法，是最早发展起来的控制策略之一，由于其具有算法简单、鲁棒性好、可靠性 好、适应面较宽和易于实现等优点，同时技术人员和操作人员对它也最为熟悉，因此 是一种在生产过程中最普遍采用的控制方法( 大约8 0 0 , 6 以上) ，在冶金、机械、化工等 行业中获得了广泛的应用。 本章主要讨论p i d 控制的基本原理，数字p i d 控制，改进的p i d 控制算法以及 p i d 控制算法的特点。 1 2p i d 控制 在模拟控制系统中，控制器最常用的控制规律是p i d 控制，常规p i d 控制系统原 理如图卜l 所示，系统由模拟p i d 控制器和被控对象组成。 图1 - 1p i d 控制系统原理图 f i g 1 1p r i n c i p l eo fp i dc o n t r o l p i d 控制的具体算法为：它根据给定值r ( t ) 与实际输出值y ( t ) 构成控制偏差， 然后将偏差的比例( p ) 、积分( i ) 、微分( d ) 通过线性组合构成控制量，对被控对 象进行控制，如下式所示： 北京化工大学硕士学位论文 “( f ) = k p 【e ( f ) + 丢工e ( f ) 出+ t 。d e 西( t ) ，】 ( 1 - 1 ) 式中群为比例系数，墨为积分时间常数，乃为微分时间常数，这3 个参数的大小直接 影响输出响应的指标。 1 3 数字p i d 控制 在计算机用于工业过程控制之前，上面所说的模拟p i d 调节器在过程工业中占有 垄断地位，在计算机用于过程控制之后，便出现了在计算机控制系统中的p i d 控制算 法，即数字p i d 控制算法【2 1 ，这种方法并非只是简单地重现模拟p i d 控制器的功能， 而是已经在算法中结合了计算机控制的特点，根据各种具体情况，增加了许多功能模 块，使传统p i d 控制更加灵活多样，以更好满足生产过程的需要。数字p i d 控制算法 通常又分为位置式p i d 控制算法和增量式p i d 控制算法。 1 3 1 位置式p i d 控制算法 位置式p i d 控制算法结构图如图1 2 所示 图1 - 2 位置式p i d 控制系统原理图 f 逛1 - 2p r i n c i p l eo f p o s i t i o n a lp i dc o n t r o l 因为计算机控制是一种采样控制，式( 1 - 1 ) 中的积分和微分项不能直接使用，需 要对其进行离散化处理。现以一系列的采样时刻k t 代表连续时间t ，以和式代表积分， 以增量代替微分，则可作如下近似变换 t k r ( 1 2 ) 上上 ie ( t ) d t r “m = r e ( j f ) ( 1 - 3 ) d e ( t ) e c k t ) - e ( k - 1 ) t 出t 2 ( 1 q 第一章绪论 将算式亟坚生掣简化表示为亟半，于是得到控制器输出 m ) ：巧似卅吾圭彤) + 型掣) ( 1 - 5 ) 1 i1 - o 1 或 “( 尼) = k p e ( 七) + k e ( ) + 髟【e ( 七) 一e ( k 一1 ) ( 1 6 ) 黼酶为比例增益，墨为积分舭耻等，肠为微分飘耻竽。 在这种算法中每次输出均与过去的状态有关，计算时要对p ( k ) 进行累加，容易造 成积分饱和，计算机运算工作量很大。而且，因为计算机输出的”( k ) 对应的是执行机 构的实际位置，如计算机出现故障，“的大幅度变化，会引起执行机构位置的大幅 度变化，可能造成重大的生产事故，往往不适合用于生产实践中，因而产生了增量式 p i d 控制算法。 1 3 2 增量式p i d 控制算法 增量式p i d 控制算法的结构图如图1 3 所示。 图1 - 3 增量式p i d 控制系统原理图 f i g 1 - 3p r i n c i p l eo f i n c r e m e n tp i d c o n t r o l 根据位置式p i d 控制算法，导出增量式p i d 控制算法。根据递推原理可得 k 甜( 七一1 ) = 蠡；e i 七一1 ) + 鬈乏) ! ( ，) + 局( 七一1 ) 一e i ( 七一2 ) 】 ( 1 7 ) j 由 “( 七) = k p 【e ( 尼) 一d 七一1 ) 】+ k l e ( k ) + 局【e ( 尼) 一2 e ( k 1 ) + “七一2 ) 】 2 “七) + 五“d + 局【d 七) 一a e ( k 1 ) 】 ( 1 8 ) a u ( k ) = a e ( k ) - b e ( k 1 ) + c e ( k 一2 )( 1 - 9 ) 3 北京化工大学硕士学位论文 其中：a = k p ( 1 + 鲁+ 争) ，b = k p ( 1 + 2 等) ，c = = 笋。它们只是与采样周期、 f j f上 工 比例增益、积分时间常数和微分时间常数相关的常数。 采用增量式算法时，计算机输出的控制增量缸( 七) 对应的是本次执行机构的增 量。对应阀门实际位置的控制量，即控制量增量的累积“( 七) = “( 足) 需要采用一定 的方法来实现，目前较多的是利用算式“( 后) = u ( k 1 ) + a u ( k ) 通过软件来完成。 增量式控制虽然只是在算法上作了一点改进，却带来了不少优点： ( 1 ) 由于计算机输出增量，所以误动作时影响小，必要时可用逻辑判断的方法去掉； ( 2 ) 手动自动切换时冲击小，便于实现无扰动切换；此外，当计算机发生故障时，由 于输出通道或执行装置具有信号的锁存作用，所以仍然能保持原值； ( 3 ) 算法中不需要累加：控制增量u ( k ) 的确定仅与最近k 次的采样值有关，所以较容 易通过加权处理而获得比较好的控制效果。 但增量式控制也有不足之处：积分截断效应大，有静态误差，溢出的影响大等。 因此，在选择时不可一概而论，需视不同的场合而定。 1 4 改进的p i d 控制算法 在计算机控制系统中，p i d 控制规律是用计算机程序来实现的，因此它的灵活性 很大，一些在模拟p i d 控制器中无法实现的问题，在引入计算机以后，就可以得到解 决，于是产生了一系列的改进算法，以满足不同控制系统的需要，如积分分离p i d 控 制算法、不完全微分p i d 控制算法、微分先行p i d 控制算法等。 1 4 1 积分分离p i d 控制算法 在普通的数字p i d 控制器中引入积分环节的目的，主要是为了消除静差，提高精 度，但在过程的启动、结束或大